1、硫酸硫酸根离子的检验(40分钟70分)一、选择题(本题包括9小题,每小题4分,共36分)1.下列实验事实说明浓硫酸具有脱水性的是()A.浓硫酸放置在空气中浓度变小B.浓硫酸可以干燥SO2、CO2、H2C.常温下可将浓硫酸盛放在密封的铝制容器中D.浓硫酸可以使蔗糖变黑【解析】选D。A、B项说明浓硫酸有吸水性;C项说明浓硫酸有强氧化性;D项中蔗糖是有机物,浓硫酸将其中的H、O元素按原子个数比21脱出,剩下黑色的碳,说明浓硫酸有脱水性。2.下列物质的转化中,浓硫酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是()A.CuCuSO4B.CCO2C.CuOCuSO4D.Fe2O3Fe2(SO4)3【解析】选A。浓H2
2、SO4在反应中表现出酸性时硫元素化合价不变,硫元素仍以S的形式存在;表现出氧化性时硫元素化合价降低。由以上反应知, C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O中硫元素化合价降低;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O及反应CuO+H2SO4CuSO4+H2O中硫元素化合价均不变;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O中硫元素的化合价一部分不变,另一部分降低,所以浓H2SO4在A项反应中既表现了氧化性,又表现了酸性。3.如图小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸,静置片刻后,U形细
3、玻璃管中可观察到的液面现象是()A.左高右低B.左低右高C.左右一样高D.来回振动【解析】选B。浓硫酸溶于水时,放出大量的热,使被封闭气体的体积膨胀,从而使U形管左侧液面下降,右侧液面上升。4.下列各组气体,在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有()A.SO2、O2、N2B.HCl、Cl2、CO2C.CH4、H2、COD.SO2、Cl2、O2【解析】选C。被干燥气体既不能与浓H2SO4反应,也不能与碱石灰反应,SO2、HCl、Cl2、CO2溶于水后都能与碱石灰反应。5.下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法中正确的是()A.浓硫酸、稀硫酸中的酸都难挥发B.浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌,反应的化学方
4、程式相同C.浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D.浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存【解析】选A。浓硫酸、稀硫酸都能与锌反应,但生成的产物不同,B项错误;稀硫酸在加热时不与铜反应,C项错误;常温下浓硫酸能使铁钝化而不能继续反应,稀硫酸能与铁反应,D项错误。6.(2020南昌高一检测)向蔗糖固体中滴加浓硫酸,观察到蔗糖变黑,体积膨胀,放出气体等现象,下列叙述错误的是()A.上述过程中温度升高B.体积膨胀的主要原因是固体碳受热膨胀所致C.蔗糖生成碳,再生成二氧化碳D.放出的气体用NaOH溶液吸收,可能得到5种盐【解析】选B。浓硫酸具有脱水性和强氧化性,向蔗糖固体中滴加浓硫酸,体积膨胀,放出气
5、体,发生氧化反应,该反应为放热反应,A正确;向蔗糖固体中滴加浓硫酸,观察到蔗糖变黑,是因为浓硫酸具有脱水性,体积膨胀,放出气体,是因为浓硫酸具有强氧化性,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)2SO2+CO2+2H2O,生成二氧化碳和二氧化硫气体,B错误、C正确;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠、碳酸氢钠,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠、亚硫酸氢钠,若生成的二氧化硫在反应过程中被氧气氧化,则还可能生成硫酸钠,所以可能得到5种盐,D正确。【加固训练】向a mL 18 molL-1的浓硫酸中加入足量铜片,并加热,被还原的H2SO4的物质的量和起酸性作用的H2SO4的物质的量分别为()A.大于
6、9a10-3 mol,小于18a10-3 molB.都等于9a10-3 molC.都等于18a10-3 molD.都小于9a10-3 mol【解析】选D。Cu与稀硫酸不反应,在加热条件下铜和浓硫酸能发生反应。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,参与反应的H2SO4有一半被还原,一半起酸性作用。在Cu与浓硫酸的反应过程中,硫酸浓度逐渐降低,变成稀硫酸时反应会停止,所以18a10-3 mol H2SO4与足量铜片反应时,被还原的H2SO4的物质的量小于9a10-3 mol,起酸性作用的H2SO4也小于9a10-3 mol。7.某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置
7、已省略),下列说法错误的是()A.反应后,试管中出现白色固体,将其放入水中,溶液显蓝色B.试管中品红溶液逐渐褪色,对其加热溶液又恢复红色C.试管中酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的漂白性D.试管可以改为装有碱石灰的干燥管【解析】选C。反应后试管中的白色固体为硫酸铜,将其放入水中溶解形成硫酸铜溶液,溶液呈蓝色,故A正确;二氧化硫能够漂白品红溶液,二氧化硫的漂白不稳定,加热后又恢复红色,故B正确;试管中酸性KMnO4溶液褪色,二者发生氧化还原反应,证明SO2具有还原性,故C错误;试管用于吸收二氧化硫,防止污染环境,可以改为装有碱石灰的干燥管,故D正确。8.某同学设计了蔗糖与浓硫酸反应的改进装置,
8、并对气体产物进行检验,实验装置如图所示。下列结论中正确的是()选项现象结论A中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色体现了浓硫酸的吸水性B中观察到棉球a、b都褪色均体现了SO2的漂白性C中无水硫酸铜变蓝说明反应产物中有H2OD中溶液颜色变浅,中澄清石灰水变浑浊说明有CO2产生【解析】选D。中注入浓硫酸后,可观察到试管中白色固体变为黑色,体现浓硫酸的脱水性,故A错误;中观察到棉球a、b都褪色,a体现了SO2的漂白性,b体现了SO2的还原性,故B错误;中无水硫酸铜变蓝,不能证明有水生成,中品红溶液、溴水均可提供水,故C错误;中溶液颜色变浅,中澄清石灰水变浑浊,可排除二氧化硫的影响,说明有CO
9、2产生,故D正确。9.如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。据此下列说法中,正确的是()A.该硫酸可以用来干燥硫化氢气体B.1 mol Zn与足量的该硫酸反应能产生2 g H2C.配制200 mL 4.6 molL-1的稀硫酸需取该硫酸50 mLD.若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应立即用NaOH溶液冲洗【解析】选C。该试剂瓶中所盛试剂为浓硫酸。浓硫酸有强氧化性,不能干燥还原性的硫化氢气体,A项错误;浓硫酸与金属反应时还原产物为二氧化硫,不生成氢气,B项错误;c(浓H2SO4)= molL-1=18.4 molL-1,V(浓) =0.05 L=50 mL,C选项正确。浓硫酸和氢氧化钠都具有强烈的腐蚀性
10、,D项错误。二、非选择题(本题包括2小题,共34分)10.(16分)在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。请回答下列问题:(1)生成的黑色物质(单质)是_(填化学式)。(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是_(填化学式),反应的化学方程式为_。(3)根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有_(填字母)。A.酸性B.吸水性C.脱水性D.强氧化性(4)将(2)中产生的刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液_,
11、说明这种气体具有_性;将(2)中产生的刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸,请写出该反应的化学方程式:_。(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?_(填“能”或“不能”),若不能,请填写两种能鉴别的试剂:_。【解析】(1)因为浓硫酸具有脱水性,故蔗糖在浓硫酸中生成的黑色物质是蔗糖脱水后形成的碳单质。(2)因为浓硫酸具有强氧化性,故蔗糖脱水形成的碳单质可以继续和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,其反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O。(3)根据实验现象及(1)、(2)的分析可知,在蔗糖与浓硫酸的反应中,浓硫酸表现出脱水性、强氧化性和吸水性。(4)将
12、(2)中产生的刺激性气味的SO2气体通入品红溶液中,品红溶液褪色;将SO2通入水中,SO2可以和水发生化合反应:SO2+H2OH2SO3。(5)因为CO2和SO2都可以与澄清石灰水发生反应生成白色沉淀,故不能用澄清石灰水鉴别这两种气体;可以根据二氧化硫的特性来检验二氧化硫,例如二氧化硫可以使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液等褪色。答案:(1)C(2)SO2C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O(3)BCD(4)褪色漂白SO2+H2OH2SO3(5)不能品红溶液、溴水(其他合理答案均可)11.(18分)(2020杭州高一检测)某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省
13、略)。请回答:(1)写出铜丝与浓硫酸反应的化学反应方程式:_。(2)反应后试管与中溶液均褪色,分别体现了SO2的_性和_性。(3)实验过程中,试管中没有明显变化,取下试管并不断振荡,试管中出现浑浊,该浑浊物的化学成分是(填化学式)_。(4)试管中NaOH的作用是_。(5)取下试管,将无色溶液加热,恢复红色。解释“无色红色”的原因_。【解析】(1)铜与浓硫酸在加热条件下生成二氧化硫、硫酸铜和水,化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。(2)反应后试管品红褪色体现二氧化硫的漂白性,中酸性高锰酸钾溶液褪色体现二氧化硫的还原性,所以分别体现了SO2的漂白性和还原性。(3)取下
14、试管并不断振荡,亚硫酸可被氧化生成硫酸,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4。(4)试管中NaOH的作用是尾气处理,防止SO2污染空气。(5)SO2遇品红生成不稳定无色物质,受热分解释放出SO2,溶液恢复红色出现“无色红色”的现象。答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O(2)漂白还原(3)BaSO4(4)尾气处理,防止SO2污染空气(5)SO2遇品红生成不稳定无色物质,受热分解释放出SO2(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)12.用图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A.上下移动中铜丝可控
15、制SO2的量B.中选用品红溶液验证SO2的生成C.中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向中加水,观察颜色【解析】选D。本题考查铜和浓硫酸反应的实验,意在考查对化学实验原理的分析能力。上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小,从而可以控制反应生成SO2的量,A项正确;SO2可使品红溶液褪色,B项正确;SO2有毒,能与NaOH溶液反应,C项正确;待中溶液冷却至室温,将此溶液慢慢倒入盛有少量水的试管中观察溶液呈蓝色,确认生成CuSO4,D项错误。13.(2020镇江高一检测)浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是()A.对比和可以说明还原性:Br-Cl-B
16、.和相比可说明氧化性:Br2SO2C.中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4HClD.中浓H2SO4被还原成SO2【解析】选A。A项,反应生成的红棕色气体是溴蒸气,反应白雾是氯化氢与H2O形成的小液滴,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气;B项,反应生成的是二氧化硫气体,属于复分解反应;C项,反应属于复分解反应,利用浓H2SO4的难挥发性制备易挥发的HCl;D项,反应生成的是二氧化硫气体,不是氧化还原反应。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)14.(2020银川高一检测)用如图所示各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的各种产物。(
17、1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):A接G,H接C,D接_,_接C,D接B;(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?乙中_,第二次使用的丙中_;(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是_;(4)写出甲中反应的化学方程式_。(5)硫酸有很多的性质,将下列性质对应的字母填入各小题后面对应的横线上:A.脱水性B.酸性C.强氧化性D.吸水性.在化学实验中,浓硫酸可作SO2、CO2等气体的干燥剂。_。.Na2CO3与H2SO4反应,可生成Na2SO4和CO2。_。.向滤纸上滴加浓H2SO4,滤纸变黑。_。.在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象。_。【解析】(1
18、)根据实验室浓H2SO4氧化木炭的反应原理、条件,固液加热下反应,选择发生装置,酸性高锰酸钾可氧化二氧化硫,用高锰酸钾酸性溶液除SO2,再通过品红溶液不褪色确认SO2已除干净,验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,可通过二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊确认;(2)乙中为澄清的石灰水,澄清的石灰水和二氧化碳反应变浑浊,二氧化硫具有漂白性,二氧化硫能使品红褪色,丁装置用酸性高锰酸钾溶液除SO2,再通过品红溶液不褪色;(3)为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,应先除去二氧化硫,用酸性高锰酸钾溶液除SO2;(4)浓硫酸与木炭发生氧化还原反应,生成二氧化碳、二氧化硫和水,方程式为C+2H2SO4(浓
19、)CO2+2SO2+2H2O;(5).浓硫酸可与水形成一系列稳定的水合物,故浓硫酸可吸收物质中游离态的水,具有强烈的吸水性,浓硫酸常用作气体干燥剂,浓硫酸有酸性,可与碱性气体反应,所以只能干燥酸性或中性气体。.Na2CO3与H2SO4反应,可生成Na2SO4和CO2,是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,是复分解反应,生成盐和水,体现了硫酸的酸性;.向滤纸上滴加浓H2SO4,滤纸变黑,体现脱水性;.浓硫酸能与铁片反应,使铁片表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了浓硫酸与铁片进一步反应,即产生钝化现象,在冷浓H2SO4中放入铁片没明显现象,体现了浓硫酸的强氧化性。答案:(1)FE(2)出现白色沉淀品红未褪色(3)吸收SO2(4)C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O(5).D.B.A.C